• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권1호
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• pp.35-41
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• 2002

솔더 범프를 이용한 플립 칩 접속 기술은 시스템의 고속화, 고집적화, 소형화 요구 덴 마이크로 일렉트로닉스의 성능은 향상시키기 위해 필요한 기술이다. 본연구 에서는 Cr/Cr-Cu/cu UBM 구조에서 고 용융점 솔더 범프와 저 용융점 솔더 범프를-시효처리 후 전단 강도를 평가하였다. 계면에서 관찰된 금속간 화합물의 성장과 접합상태를 SEM과 TEM으로 분석하였으며, 유한요소법을 통하여 전단하중을 적용하였을때 집중되는 응력을 해석하였다. 실험결과 Sn-97wt%Pb와 Sn-37wt%Pb에서 900시간 시효 처리된 시편의 전단강도는 최대 값에서 각각 25%, 20% 감소하였다. 시효처리를 통해 금속간화합물인 $Cu_6/Sn_5$와 $Cu_3Sn$의 성장을 확인하였으며, 파단 경로는 초기의 솔더 내부에서 IMC층의 계면으로 이동하는 경향을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제17권8호
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• pp.402-407
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• 2007

In electronics manufacturing processes, soldering process has generally been used in surface mounting technology. Because of environmental restriction, lead free solders as like a SnAgCu ternary system are being used widely. After soldering process, the formation and growth of intermetalic compounds(IMCs) are formed in the interface between solder and Cu substrate as follows isothermal temperature and time. In this studies, therefore, we investigated the effects of the Cu substrate thickness on the IMC formation and growth of Sn-40Pb/Cu and Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu solder joints, respectively. The effect of the Cu thickness in PCB Cu pad and pure Cu plate was analyzed as measuring of thickness of each IMC. After solder was soldered on PCB and Cu plate which have different Cu thickness, we measured the IMC thickness in solder joints respectively. Also we compared with the effectiveness of Cu thickness on the IMC growth. From these results, we calculated the activation energy.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권2호
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• pp.61-67
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• 2003

고집적 플립 칩 기술을 위한 $50{\mu}m$ 직경의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응에 따른 금속간 화합물을 분석하였다. 증발증착법과 lift-off 방법으로 극미세 Bi-Sn 솔더 범프를 형성하고 급속열처리 장비를 이용하여 리플로 공정을 실시하였다. 리플로 공정에서의 냉각속도를 변화시키면서 제작한 솔더 범프의 표면과 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다 $Au(0.1{\mu}m)$/Ni/Ti UBM 위의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프의 표면과 내부에서 facet 특성을 갖는 다각형의 금속간 화합물들이 다수 관찰되었다. 주사전자현미경의 EDS 분석과 X-선 회절분석으로 확인한 결과 이 금속간 화합물은 $(Au_xBi_yNi_{1-x-y})Sn_2$상임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권2호
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• pp.186-190
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• 2023

We studied the various characteristics of Sn-In (wt%) Pb-free solders for photovoltaic ribbon application. The solders near the eutectic composition of Sn₄₈In₅₂ (wt%) existed in InSn₄ and In₃Sn alloy phases, and in In crystal phase, but not in Sn crystal phase. In addition, the InSn₄ phase (γ-alloy) existed separately from the In₃Sn (β-alloy) and the In phase confirmed by an SEM-EDS-mapping. The melting temperature of the eutectic solder of Sn₄₈In₅₂ (wt%) was 119.2℃, and when the Sn content decreased in reference to the eutectic composition, it slightly increased to 121.4℃, but when the Sn content increased, it remained almost constant at 119.1℃. The peel strength of the ribbon plated with the Sn₄₂In₅₈ (wt%) solder was 38.7 N/mm², and it tended to increase when the Sn content increased. The peel strength of the eutectic Sn₄₈In₅₂ (wt%) solder was 53.6 N/mm², and that of the Sn₅₁In₄₉ (wt%) solder was 61.6 N/mm² that was the highest.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.25-30
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• 2018

Sn-Pb솔더는 그동안 자동차 전장품에서 많이 사용되어 왔다. 그러나 최근에 환경과 인체에 대한 유해성 때문에 end-of-life vehicle (ELV)과 같은 국제 환경 규제로 인하여 Pb의 사용이 금지되었다. 이러한 이유로 자동차 전장품을 위한 Pb-free 솔더링에 관한 많은 연구들이 보고 되어 왔다. 한편, 자동차의 연료 효율성과 공간 활용을 위하여 유연성과 경량의 특성을 가지는 플렉시블 기판이 자동차 전장품에 사용되고 있다. 자동차 전장품에 대한 Pb-free 솔더 접합부 특성에 관한 연구들이 많이 진행되었음에도 불구하고 자동차의 사용 환경을 고려한 플렉시블 기판 솔더 접합부에 대한 신뢰성 특성에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 organic solderability preservative (OSP) 및 electroless nickel immersion gold (ENIG) 표면처리 된 플렉시블 기판 위 Sn3.0Ag0.5Cu, Sn0.7Cu, Sn0.5Cu0.01Al(Si) 세 가지 Pb-free 솔더 접합부에 대한 특성을 보고 하였다. 솔더 조성과 기판 표면처리에 따른 접합부의 특성 및 신뢰성을 비교 평가 하기 위하여 인장 강도 시험, 열 충격 시험과 반복 굽힘 시험을 진행 하고 그 결과를 분석하였다. OSP 표면처리 된 기판 접합부에 대한 반복 굽힘 시험 결과 세 종류의 솔더 접합부 모두 파괴는 솔더 내부에서 일어 났으며 Sn3.0Ag0.5Cu 솔더의 접합부에서 반복 굽힘 수명이 가장 길게 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.83-85
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• 2003

This paper is investigated the shear strength by using the micro shear-punch test method for Sn-37Pb alloy, binary and ternary alloys of environment-friendly Pb-free solder alloys which would be surely applicable to the electronic packages. As a result, in case of Max. shear strength, Sn-4Ag-0.5Cu has the highest value and Sn-37Pb has the lowest value on every condition of experiment temperature. Also, In case of Pb-free solder joint specimens, it was found that Pb-free solder alloys have higher value of shear strength than eutectic Sn-Pb solder alloy and Sn-4Ag-0.5Cu has the highest value.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.19-25
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• 2003

Electromigration characteristics of eutectic SnPb solder were studied using thin stripe-type test structures. Significant changes in the microstructure were observed after electromigration test, in which the temperature and the current density were varied from 80 to 100 $^{\circ}C$ and from 4.6${\times}$10$^4$A/$\textrm{cm}^2$ to 8.7${\times}$10$^4$A/$\textrm{cm}^2$. While voids or local thinning were found near the cathode end, hillocks were mainly observed near the anode end. From resistance measurements, it was calculated that the activation energy of the eutectic SnPb solder for electromigration was 0.77 eV. The dominant migrating element along the electron flow at 100$^{\circ}C$ was Pb.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.95-103
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• 2021

대표적인 저온솔더인 Sn-58Bi에 Ru nanoparticles을 첨가하여 Sn-58Bi-xRu 복합솔더를 제작하고 Cu/OSP 및 ENIG 표면처리된 PCB 기판과 반응시켜 계면반응 및 솔더조인트 신뢰성을 분석하였다. Cu/OSP와의 반응에서 형성된 Cu₆Sn₅ IMC는 Ru 함량에 따른 두께 변화가 거의 없고 100hr aging 후에도 큰 변화없이 고속 전단시험시 솔더 내부로 연성파괴가 발생하였다. ENIG 와의 반응시에는 Ru 함량이 증가함에 따라서 Ni₃Sn₄ IMC 두께가 감소하는 경향을 보였으며 일부 시편에서 ENIG 특유의 취성파괴 현상이 발견되었다. Ru 원소는 계면 부근에서 발견되지 않아서 계면반응에 크게 관여하지 않는 것으로 판단되며 주로 Bi phase와 함께 존재하는 것으로 분석되고 있는데 어떠한 형태로 두 원소가 공존하고 있는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.807-812
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• 1998

Sn-Bi-X(X:2Cu, 2Sb, 5In) 계 땜납과 Cu 기판과의 계면반응 및 기계적성질에 대하여 고찰하였다. Cu판과 땜납의 접합부는 $100^{\circ}C$에서 60일까지 열처리하여 광학현미경, SEM, EDS,분석을 통하여 시효처리에 따른 미세조직과 계면반응을 분석하였으며, 인장강도 및 연신율은 제조된 시편을 30일까지 열처리 한 후 0.3mm $\textrm{min}^{-1}$로 인장하여 시험하였다. 미세조직 분석결과 Cu의 첨가로 미세조직이 미세화 됨을 알 수 있으며, 계면에 형성된 화합물은 첨가원소에 따라 다르게 나타났다. 인장시험 결과 열처리 초기에는 땜납쪽에서의 파괴가 발생하였으나 열처리 시간이 증가하면서 계면반응층고 땜납의 계면에서 파괴가 발생하였다. 열처리에 따른 인장강도는 Cu를 첨가한 경우에 가장 높은 값을 나타냈다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권2호
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• pp.41-47
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• 2010

PCB와 BGA 패드의 형태가 무연솔더 접합부의 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하었다. 현재 BGA/PCB 패드의 형태는 NSMD (Non-Solder Mask Defined)와 SMD (Solder Mask Defined) 두 가지 구조로 형성되어 있다. 본 연구에서는 OSP 도금처리한 무연솔더(Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-1.2Ag-0.5Cu)의 패드 형태를 NSMD, SMD로 달리하여 낙하충격시험, 굽힘충격시험, 고속전단시험을 통한 솔더 접합부의 기계적 특성을 연구하였다. 낙하충격과 굽힘충격시험의 경우 패드 구조에 따른 솔더볼 접합부의 특성수명은 동일한 경향을 나타내었으며, 솔더접합부의 기계적 특성은 SMD가 NSMD보다 우수하였다. 이 이유는 SMD의 경우 낙하충격 시험과 고속 전단시험 모두 IMC에서 파단이 일어난 반면에 NSMD의 경우 낙하충격 시험 후의 파단면은 패턴을 감싸고 있는 랜드 상단 모서리 부분에서 파단이 일어났기 때문인 것으로 판단된다. 전단시험의 경우에는 NSMD 접합부에서 패드 lift현상이 발생하였다. 따라서 BGA/PCB의 패드구조의 조합은 SMD/SMD > SMD/NSMD > NSMD/SMD > NSMD/NSMD 순으로 기계적 특성 수명이 우수하였다.